CN106627212A - 一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法 - Google Patents

一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，通过设定的以下方法在电池组上安装检测控制设施、采集各个电池单元的实时信息、对采集的各个电池单元的实时信息进行分析处理、电池单元电压计算排布、电池单元温度计算排布、电池单元充电控制、电池单元用电放电控制和电池单元紧急状态控制方法，对电池组内部的电池单元被动均衡控制。本发明实现了对电池组内部电池单元的被动均衡控制，有效的遏制了电池单元温度过高和电压过高的情况，防止电池组个别单元充电不及时的情况发生，均衡电池组内部电池的用电情况，提高电池组的使用寿命，保护电池组安全。

Description

一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法
技术领域
本发明涉及电池控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法。
背景技术
电池组通常有若干电池单元组成，在使用时因各个电池组的性能以及使用状态不一致，使各个电池组的充放电效率不一致，而且各个电池组的温度也不一致，为了确保整体电池组的使用寿命和安全，就需要保证每一个单独的电池组的使用频率一致，防止温度过高的电池组处于使用状态，避免低温低压的电池组不被使用上，因此需要一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，包括如下步骤：
S1、在电池组上安装检测控制设施，所述检测控制设施包括设置在各个电池单元上的电压表、充放电开关、接地放电开关、温度传感器和控制器以及设置在电池组上的处理器；
S2、采集各个电池单元的实时信息，开始运行时，设置在各个电池单元上的电压表和温度传感器实时检测当前对应电池单元的电压 信号和温度信号，并将电压信号和温度信号传输至控制器；
S3、对采集的各个电池单元的实时信息进行分析处理，控制器对各个电池单元按照其在电池组的位置进行编号，并将对应的温度信号和电压信号和电池单元的位置编号进行整合，形成电池单元信号采集列表，并设定警戒电压数值和警戒温度数值；
S4、电池单元电压计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元电压高低形成电池单元电压列表；
S5、电池单元温度计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元温度高低形成电池单元温度列表；
S6、电池单元充电控制，根据电池单元电压列表和设定的警戒温度数值，对电池单元中电压数值最低且温度低于警戒温度数值的电池单元进行优先充电，当温度达到警戒温度数值的上限时停止充电，按照此原则对电池组内的电池单元充电均衡；
S7、电池单元用电放电控制，根据电池单元电压列表和电池单元温度列表，优先对温度高且电压高的电池单元进行用电放电，当电压达到设定的警戒下限时更换电池单元进行用电放电；
S8、电池单元紧急状态控制，根据电池单元温度列表和设定的警戒电压数值，对电池单元中温度数值最高且电压高于警戒电压数值的电池单元进行优先接地放电，当电压达到警戒电压数值的下限时停止接地放电，按照此原则对电池组内的电池单元接地放电均衡。
优选的，所述电池单元与电压表V并联，所述电池单元的正极分别与充放电开关K1的一端和接地放电开关K2的一端连接，所述充放 电开关K1的另一端与设置在电池单元上的充电触点连接，所述接地放电开关K2的另一端与设置在电池组上的接地导线连接，所述温度传感器安装在电池单元的外侧，所述处理器的输入端通过通讯线缆分别与温度传感器和电压表连接，所述处理器的输处端与控制器的输入端连接，所述处理器的输出端分别与充放电开关的和接地放电开关连接。
优选的，所述电池单元信号采集列表、电池单元电压列表和电池单元温度列表均以电子文档的格式显示。
优选的，所述控制器上还设有电池单元信号生成模块、电池单元电压生成模块、电池单元温度生成模块和数据输出的USB接口。
优选的，所述电池单元信号生成模块用于生成电池单元信号采集列表内容，所述电池单元信号采集列表包括电池单元名称、电池单元温度、电池单元电压、警戒电压上限、警戒电压下限、警戒温度上限和警戒温度下限。
优选的，所述电池单元电压生成模块用于生成电池单元电压列表，所述电池单元电压列表包括电池单元名称、电池单元电压、警戒电压上限和警戒电压下限。
优选的，所述电池单元温度生成模块用于生成电池单元温度列表，所述电池单元温度列表包括电池单元名称、电池单元温度、警戒温度上限和警戒温度下限。
本发明的有益效果：通过对电池单元的电压和温度信息的采集分析，然后通过充电控制、放电控制和紧急状态控制三组不同的控制方 法，实现了对电池组内部电池单元的被动均衡控制，有效的遏制了电池单元温度过高和电压过高的情况，防止电池组个别单元充电不及时的情况发生，均衡电池组内部电池的用电情况，提高电池组的使用寿命，保护电池组安全。
附图说明
图1为本发明提出的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法的流程图；
图2为本发明提出的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法电池单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，包括如下步骤：
S1、在电池组上安装检测控制设施，所述检测控制设施包括设置在各个电池单元上的电压表、充放电开关、接地放电开关、温度传感器和控制器以及设置在电池组上的处理器；
S2、采集各个电池单元的实时信息，开始运行时，设置在各个电池单元上的电压表和温度传感器实时检测当前对应电池单元的电压信号和温度信号，并将电压信号和温度信号传输至控制器；
S3、对采集的各个电池单元的实时信息进行分析处理，控制器对 各个电池单元按照其在电池组的位置进行编号，并将对应的温度信号和电压信号和电池单元的位置编号进行整合，形成电池单元信号采集列表，并设定警戒电压数值和警戒温度数值；
S4、电池单元电压计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元电压高低形成电池单元电压列表；
S5、电池单元温度计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元温度高低形成电池单元温度列表；
S6、电池单元充电控制，根据电池单元电压列表和设定的警戒温度数值，对电池单元中电压数值最低且温度低于警戒温度数值的电池单元进行优先充电，当温度达到警戒温度数值的上限时停止充电，按照此原则对电池组内的电池单元充电均衡；
S7、电池单元用电放电控制，根据电池单元电压列表和电池单元温度列表，优先对温度高且电压高的电池单元进行用电放电，当电压达到设定的警戒下限时更换电池单元进行用电放电；
S8、电池单元紧急状态控制，根据电池单元温度列表和设定的警戒电压数值，对电池单元中温度数值最高且电压高于警戒电压数值的电池单元进行优先接地放电，当电压达到警戒电压数值的下限时停止接地放电，按照此原则对电池组内的电池单元接地放电均衡。
电池单元与电压表V并联，电池单元的正极分别与充放电开关K1的一端和接地放电开关K2的一端连接，充放电开关K1的另一端与设置在电池单元上的充电触点连接，接地放电开关K2的另一端与设置在电池组上的接地导线连接，温度传感器安装在电池单元的外侧，处理器的输入端通过通讯线缆分别与温度传感器和电压表连接，处理器的输处端与控制器的输入端连接，处理器的输出端分别与充放电开关的和接地放电开关连接，电池单元信号采集列表、电池单元电压列表和电池单元温度列表均以电子文档的格式显示，控制器上还设有电池单元信号生成模块、电池单元电压生成模块、电池单元温度生成模块和数据输出的USB接口，电池单元信号生成模块用于生成电池单元信号采集列表内容，电池单元信号采集列表包括电池单元名称、电池单元温度、电池单元电压、警戒电压上限、警戒电压下限、警戒温度上限和警戒温度下限，电池单元电压生成模块用于生成电池单元电压列表，电池单元电压列表包括电池单元名称、电池单元电压、警戒电压上限和警戒电压下限，电池单元温度生成模块用于生成电池单元温度列表，电池单元温度列表包括电池单元名称、电池单元温度、警戒温度上限和警戒温度下限。
充电控制，处理器根据电池单元电压列表和设定的警戒温度数值，对电池单元中电压数值最低且温度低于警戒温度数值的电池单元进行优先充电，这时候处理器将充电控制指令发送至控制器，控制器控制电池单元中电压数值最低且温度低于警戒温度数值的电池单元上的充放电开关关闭充电，温度传感器将当前充电的电池单元的温度信息上传至处理器，然后处理器对比设定的警戒温度数值，当温度达到警戒温度数值的上限时，处理器向控制器发出停止充电指令，然后控制器控制当前充电的电池单元中温度高于警戒温度数值的电池单元上的充放电开关开启结束充电，按照此原则对电池组内的电池单元 充电均衡；用电放电控制，处理器根据电池单元电压列表和电池单元温度列表，优先对温度高且电压高的电池单元进行用电放电，这时候处理器将用电控制指令发送至控制器，控制器控制电池单元中温度高且电压高的电池单元上的充放电开关关闭用电放电，电压表将当前充电的电池单元的电压信息上传至处理器，然后处理器对比设定的警戒电压数值，当电压达到警戒电压数值的下限时，处理器向控制器发出停止用电放电指令，然后控制器控制当前用电放电的电池单元中电压低于警戒电压数值的电池单元上的充放电开关开启结束用电放电，按照此原则对电池组内的电池单元用电放电均衡；紧急状态控制，当温度传感器和电压表检测的电池单元的电压信号和温度信号均达到设定的警戒电压上限和温度上限之上，这时候处理器向控制器发出紧急状态控制指令，这时候控制器控制当前电池单元的充放电开关开启、接地放电开关关闭对地接地放电开始，当当前电池单元的温度和电压均达到设定的警戒电压上限和温度上限之下使停止接地放电，然后处理器向控制器发出紧急状态控制停止指令，这时候控制器控制当前电池单元的充放电开关关闭、接地放电开关开启对地接地放电完成，该设计实现了对电池组内部电池单元的被动均衡控制，有效的遏制了电池单元温度过高和电压过高的情况，防止电池组个别单元充电不及时的情况发生，均衡电池组内部电池的用电情况，提高电池组的使用寿命，保护电池组安全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在电池组上安装检测控制设施，所述检测控制设施包括设置在各个电池单元上的电压表、充放电开关、接地放电开关、温度传感器和控制器以及设置在电池组上的处理器；
S2、采集各个电池单元的实时信息，开始运行时，设置在各个电池单元上的电压表和温度传感器实时检测当前对应电池单元的电压信号和温度信号，并将电压信号和温度信号传输至控制器；
S3、对采集的各个电池单元的实时信息进行分析处理，控制器对各个电池单元按照其在电池组的位置进行编号，并将对应的温度信号和电压信号和电池单元的位置编号进行整合，形成电池单元信号采集列表，并设定警戒电压数值和警戒温度数值；
S4、电池单元电压计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元电压高低形成电池单元电压列表；
S5、电池单元温度计算排布，控制器根据电池单元信号采集列表内容，按照电池单元温度高低形成电池单元温度列表；
S6、电池单元充电控制，根据电池单元电压列表和设定的警戒温度数值，对电池单元中电压数值最低且温度低于警戒温度数值的电池单元进行优先充电，当温度达到警戒温度数值的上限时停止充电，按照此原则对电池组内的电池单元充电均衡；
S7、电池单元用电放电控制，根据电池单元电压列表和电池单元温度列表，优先对温度高且电压高的电池单元进行用电放电，当电压达到设定的警戒下限时更换电池单元进行用电放电；
S8、电池单元紧急状态控制，根据电池单元温度列表和设定的警戒电压数值，对电池单元中温度数值最高且电压高于警戒电压数值的电池单元进行优先接地放电，当电压达到警戒电压数值的下限时停止接地放电，按照此原则对电池组内的电池单元接地放电均衡。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述电池单元与电压表V并联，所述电池单元的正极分别与充放电开关K1的一端和接地放电开关K2的一端连接，所述充放电开关K1的另一端与设置在电池单元上的充电触点连接，所述接地放电开关K2的另一端与设置在电池组上的接地导线连接，所述温度传感器安装在电池单元的外侧，所述处理器的输入端通过通讯线缆分别与温度传感器和电压表连接，所述处理器的输处端与控制器的输入端连接，所述处理器的输出端分别与充放电开关的和接地放电开关连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述电池单元信号采集列表、电池单元电压列表和电池单元温度列表均以电子文档的格式显示。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述控制器上还设有电池单元信号生成模块、电池单元电压生成模块、电池单元温度生成模块和数据输出的USB接口。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述电池单元信号生成模块用于生成电池单元信号采集列表内容，所述电池单元信号采集列表包括电池单元名称、电池单元温度、电池单元电压、警戒电压上限、警戒电压下限、警戒温度上限和警戒温度下限。
6.根据权利要求4所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述电池单元电压生成模块用于生成电池单元电压列表，所述电池单元电压列表包括电池单元名称、电池单元电压、警戒电压上限和警戒电压下限。
7.根据权利要求4所述的一种电动汽车用锂离子电池高效被动均衡控制方法，其特征在于，所述电池单元温度生成模块用于生成电池单元温度列表，所述电池单元温度列表包括电池单元名称、电池单元温度、警戒温度上限和警戒温度下限。
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